压电检测陀螺薄膜材料分析及仿真研究

作     者：张一飞 陈光伟 赵前程 ZHANG Yifei;CHEN Guangwei;ZHAO Qiancheng

作者机构：东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040 北京大学集成电路学院微米/纳米加工技术国家级重点实验室北京100871 

出 版 物：《传感器与微系统》 (Transducer and Microsystem Technologies)

年 卷 期：2024年第43卷第6期

页      码：11-14页

摘      要：理论分析了影响压电微机电系统(MEMS)陀螺检测电压输出幅值的因素,结合MEMS领域常用的氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)和锆钛酸铅(PZT)这3种压电薄膜材料,设计了一种微梁构型的检测陀螺。利用有限元软件COMSOL进行了陀螺的模态、功能的仿真分析。仿真结果显示:使用AlN柔度系数的陀螺结构驱动与检测模态固有频率频差为22 Hz;陀螺结构可以敏感z轴角速度输入;ZnO、AlN和PZT陀螺电压灵敏度分别为2.23,2.16,0.79μV/((°)·s^(-1)),AlN和ZnO的电压灵敏度大于PZT,且AlN的工艺性好于ZnO;因此,AlN在3种压电材料中最适合用于压电检测MEMS陀螺。

主 题 词：压电陀螺 薄膜材料 COMSOL仿真 电压灵敏度 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

D　O　I：10.13873/J.1000-9787(2024)06-0011-04

馆 藏 号：203128168...